奇怪的螺栓断头？

yangli

奇怪的双头螺栓断头？
材料：40Cr。
硬度：35HRC（10.9级）。
是否为疲劳呢？但是断口上又有扭转形变圈，不明白，请大家来看看。

ly55505

可以做电镜                             

非常奥氏体

个人所见，典型疲劳裂纹。

大猫

奇怪在哪里？

这么明确的断口

紫琅人

同意3楼的看法，疲劳断口，楼主可以根据三楼的意见，
1，在油污或夹杂物点上进步查找夹杂物形态；
2，有条件话进行电镜扫描看看怎样缺陷；
3，查验说明金相组织形态，以及热处理工艺状况，材料性能技术要求等，断裂情况是怎样的？

ccfx99

非常奥氏体 发表于 2012-4-6 10:46
个人所见，典型疲劳裂纹。

请问您根据什么判定那是疲劳源，为什么说是典型的疲劳裂纹，能解释一下吗？

非常奥氏体

ccfx99 发表于 2012-4-6 16:00
请问您根据什么判定那是疲劳源，为什么说是典型的疲劳裂纹，能解释一下吗？

书本有关介绍疲劳裂纹的内容可以看看

fangqingfeng123

图：黄色区最后断裂区有扭转痕迹，
图：红色区呈渐开圆状，其轴心明显在黄色区，
图：蓝色区有擦伤现象，自下向上有平行条纹，且上区有焦黄色说明旋转方向自上向下，

本人对这个样品研究了几天，特将个人看法献上，不足处请指点更正，共同学习进步：

本人认为此件乃是一个螺栓的扭转断裂：
    此件是一个双头螺栓，其在装配螺孔固定不变的情况下，螺栓是运动轨迹是以黄色区自上而下旋转，如图箭头所示，旋转轴心就是黄色区的“1”处，焦黄色区的出现是螺栓两断面相互挤压所致，
个人解释：
   螺栓扭断是由于扭紧扭力的作用下而产生的轴向拉力造成的结果，其应力集中在螺纹升角线螺纹小径处，当扭紧扭力增加到螺栓的承受极限时，承载的螺纹面上发生相互摩擦并抱紧，使其大部分的扭力产生在未发生配合的第一牙螺纹处，当扭力的增加超过螺栓的承受极限时，便沿轴心产生扭转断裂，扭紧的一端由于螺孔或是紧固零件的安装孔的导向限制，只能以孔为中心转动，这就造成了拧断时螺纹的断牙相对挤压而发生烧伤，因为螺栓的扭转断裂均是沿着螺纹升角发生的，所以当旋转的断面发生转动时其与另一断面之间的距离是在增大，也就是说摩擦只会产生在螺纹断牙上而不会在整个断面发生，而螺栓的纵向图上的螺纹牙顶被摩擦发白，则说明其以摩擦区域为支点后退位移，螺栓螺纹与孔之间产生了擦伤而形成的，

是不是我所表述的问题还需楼主自我评定，在这里给出一些思路，如符合以下条件者，可认为是与我的结论相同：
1）扭转断面是否是沿螺纹小径及螺纹升角线产生；因为承受扭应力断裂的件均会沿轴向产生一定角度；
2）断面是否有扭转痕迹，用1：1酸蚀断面观察确定；所谓的疲劳说不会有扭转痕迹，因为发生扭转就说明发生变形，而疲劳理论上说是分在脆性裂断失效的范畴内；
3）未损伤的螺纹小径处是否有裂隙，螺栓经过拉伸过后的断裂均会有裂隙，而所谓的疲劳说其附近不会有大量裂隙损伤的，有裂隙或是损伤地方是疲劳源，光镜很难发现；
4）断面区是否有拉伸变形现象，所谓的疲劳说其附近不会变形现象，因为疲劳是在N的5次方或是N的10次撕扯下发生的；

抛砖皆引玉，谨恭为良言

SHUANGHUO

应该是疲劳了
最好电镜确认下
工作环境应该有震动吧

heat10

像是疲劳。
在电镜下疲劳断裂有什么特征啊？

gtn1314

heat10 发表于 2012-4-8 20:56
像是疲劳。
在电镜下疲劳断裂有什么特征啊？

应该有疲劳条带，不过这个肉眼就能判断为疲劳断裂。电镜可以对疲劳源做进一步分析，例如观察疲劳起源处有无冶金缺陷、加工缺陷等。

heat10

gtn1314 发表于 2012-4-8 21:07
应该有疲劳条带，不过这个肉眼就能判断为疲劳断裂。电镜可以对疲劳源做进一步分析，例如观察疲劳起源处有 ...

是不是缺陷一般能成为疲劳源啊？

yangli

在这儿谢谢大家的回答，特别是“8#  fangqingfeng123 ”，主机厂传消息来，这个件是由于装配失效，具体情况不得而之，按“8#  fangqingfeng123 ”所说的4项中，我用1：1酸蚀断面，螺纹接近小径的地方，腐蚀孔洞变成了椭圆形，而“8#  fangqingfeng123 ”图上标示“1”的部位差不多近似垂直，不知道这是否算是扭转痕迹，谢谢

竹林风

疲劳断裂，不过轴类的断口看到比较多，螺栓不常见可能没上紧吧

ccfx99

非常奥氏体 发表于 2012-4-6 16:16
书本有关介绍疲劳裂纹的内容可以看看

你这个图与楼主的图不是一会事，疲劳源不像是你标的位置，个人意见

ccfx99

赞成8#  fangqingfeng123关于最后断裂区的判断，我觉得 8#  fangqingfeng123分析是合理的，至少我认为该螺栓发生了扭转塑性变形。

MYG

断裂过程也可能是这样的。

1963ndgg

我觉得 8#  fangqingfeng123分析的很合理，我们公司的螺栓也出现过这种情况。

meiyz

我觉得以上及123几位都分析得很合理，裂纹确实是从上至下扩展的，也即是裂纹源来从上面。（即是图的上部）以致逐渐断裂，应该是属于疲劳脆性断口。

gtn1314

heat10 发表于 2012-4-8 21:32
是不是缺陷一般能成为疲劳源啊？

只能说缺陷有可能优先成为疲劳源，因为材料如果多数很均匀，局部出现的微小缺陷也有可能成为疲劳源，例如下图的铝合金精密铸造件，疲劳条带从微小针孔向四周扩散，虽然起源的缺陷只是几十微米的小针孔：

但是，疲劳失效为机械构件最常见失效方式，不一定小缺陷起源引起疲劳断裂的根本原因就是该缺陷，还需要综合考虑。

例如在本例中，该回转件在短期运转后（应该保用至少10W公里，实际运行4000多公里）失效，但是针孔缺陷是铸造件常见缺陷，如此细小的针孔造成构件短期运行即宣告失效显然不可能，而该回转件已经多处断裂，且局部断口在构件运行中被破坏，无法进一步分析，在综合检查所有断裂点后，我推测是由于外力击打构件局部，造成该回转件动平衡不良，应力增大，导致细小缺陷也成为疲劳源，从而引起该处断裂。建议客户检查配合孔壁，有无动平衡失稳造成的刮擦痕迹。
该报告取得客户及生产厂的一致认可，一两个月后，又有一起类似断裂，好在这次所有断口都没有破坏，而且仔细检查该构件所有断口均未发现细微冶金缺陷，疲劳起源也没有发现任何加工缺陷，进一步验证了我的观点。

借此帖啰嗦几句，想要举例说明一下失效分析的复杂性，不一定你见到的表面现象稍加推理就一定能得到正确结论。见多了论坛凭了了几张图片就能得到最后结论的现象，不由得慨叹是否我真的落伍了？